نيلز بور.. رائد ميكانيكا الكم الحاصل على جائزة نوبل

يعد العالم الدنماركي نيلز بور أحد أهم علماء الفيزياء في القرن العشرين، فقد اشتهر بنموذجه الذري الذي ساعد في تفسير بنية الذرة وسلوكها، كما أنه لعب دورًا هامًا في تطوير مبادئ ميكانيكا الكم لذا ينظر إليه بأنه رائد هذا العلم، وقد أثرت أفكاره على العديد من مجالات العلم والفلسفة وهو ما جعله من أكثر العلماء تأثيرًا في التاريخ، تعرف أكثر على مسيرته المهنية وحياته.

من هو نيلز بور؟

نيلز هنريك ديفيد بور هو عالم فيزيائي دنماركي ولد في 7 أكتوبر عام 1885 في كوبنهاجن بالدنمارك وعاش فيها حياته كلها حتى وفاته.

ترك بور بصمته المميزة على العلم فقد طور نموذج بور للذرة، وأسس معهدًا للفيزياء النظرية ف يجامعة كوبنهاغن والذي أصبح يحمل اسمه حاليًا. كان لبور العديد من الإسهامات العلمية منها مبدأ التكامل ومبدأ عدم اليقين ولا تزال مبادئه تلك تستخدم حتى وقتنا هذا.

نشأته وتعليمه

ولد نيلز بور في كوبنهاجن في عائلة مثقفة ومتعلمة، وهو اطلفل الثاني من بين ثلاثة أطفال. والده كريستيان بور كان أستاذ علم وظائف الأعضاء في جامعة كوبنهاجن، بينما والدته ألين كانت من عائلة يهودية ثرية تعمل في مجال البنوك.

شقيقته الكبرى اسمها جيني والتي كانت معلمة،، وشقيقه الصغير اسمه هارالد وهو عالم رياضيات ولاعب كرة قدم دنماركي ساعد بلاده في الحصول على الميدالية الفضية في دورة الألعاب الأولمبية الصيفية.

كان نيلز أيضًا يلعب كرة القدم بشغف فقد سبق أن لعب مع نادي أكادميسيك بولدكلوب كحارس مرمى، ولكن مسيرته الرياضية لم تمكن مميزة مثل شقيقه الأصغر.

زوجة نيلز بور

التقى نيلز بور بزوجته مارجريت ورلوند عام 1910، وهي شقيقة عالم الرياضيات نيلز إريك نورلوند وقد تم الزواج بينهما عام 1912 في كنيسة الدنمارك وقد رزق منها ب6 أبناء.

ابنه الأكبر كريستيان توفي عام 1934 في حادث قارب، بينما ابنه الآخر هارالد كان يعاني من إعاقة عقلية شديدة وعاش بعيدصا عن المنزل في سن الرابعة، ثم توفي بسبب التهاب السحايا بعدها ب6 سنوات.

ابنه الثالث آجي بور أصبح فيزيائيًا ناجحًا وحصل على نوبل في افيزياء عام 1975. أبنه الرابع هانز كان طبيبًا وابنه إريك كان مهندس كيائي، بينما ابنه إرنست كان محاميًا، كما أنه كان رياضيًا أولمبيًا لعب رياضة الهوككي في المنتخب الدنماركي في دورة الألعاب الأولمبية الصيفية عام 1948 التي أقيمت في لندن.

ديانة نيلز بور

نشأ نيلز بور في عائلة بروتستانتية ولكنه لم يكن مهتمًا بالدين في طفولته، وقد تأثر بأفكار الفلاسفة منها هيغل ونيتشه وويليام جيمس وكان لديه فلسفة خاصة تجاه الله، فقد كان يؤمن أن الله هو مفهوم فلسقي معقد ومن المستحيل إثبات أو دحض وجوده بشكل علمي.

رغم ذلك لم ينتقد بور بشكل عام أي دين منظم، كما أنه لم ينكر وجود الله بشكل قاطع، إلا أنه آمن بأن الدين ليس ضروريًا للأخلاق، ويمكن للإنسان أن يكون أخلاقيًا دون الإيمان بأي دين منظم.

وقد ناقش بور موضوعات دينية وفلسفية مع العديد من المفكرين في عصره منهم ألبرت أينشتاين وبول تياخارد دي شاردان وغيرهم.

إسهاماته العلمية خلال الجامعة

تلقى نيلز بور تعليمه في مدرسة جاميلهولم اللاتينية في سن السابعة، وقد كان طالبًا متفوقًا، والتحق بجامعة كوبنهاجن وتخصص في الفيزياء عام 1903 ودرس على يد كبار العلماء في الدنمارك في عصره منهم كريستيان كريستانسن، وثورفالد ثيل، وهارالد هوفدينغ وعلماء آخرين.

خلال دراسته الجامعية شارك بور في مسابقة نظمتها الأكاديمية الملكية الدنماركية للعلوم والآداب للتحقق من طريقة قياس التوتر السطحي للسوائل وقد حصل على الميدالية الذهبية في المسابقة.

من أجل الفوز في المسابقة قام بور بصنف أواني زجاجية وأنابيب اختبار خاصة من أجل أن يقوم بتجاربه عليها، وقد نشرت تجربته في جريدة الجمعية الملكية.

في عام 1909 حصل بور على درجة الماجستير في الرياضيات مع شقيقه هارالاد وقد كانا أول شقيقين يحصلان على هذه الدرجة في الجامعة، وقد استغرق بور 9 أشهر فقط للحصول عليها وكانت أطروحته حول نظرية الإلكترون للمعادن.

وفي عام 1911 حصل على درجة الدكتوراه، ولكن لم تلق أطروحته اهتمامًا خارج الدول الاسكندنافية لأنها مكتوبة باللغة الدنماركية.

ما هو نموذج نيلز بور؟

اشتهر العالم الدنماركي نيلز بور بنموذجه العلمي الشهير الذي عرف باسم "نموذج بور الذري" ويعتبر أحد أهم النماذج في تاريخ الفيزيائي، وقد قدمه عام 1913 وساعد هذا النموذج في فيهم تفسير بنية الذرة وسلوكها بشكل أفضل.

قبل هذا النموذج كان العديد من العلماء قد سبق وقدموا عدة نماذج للذرة،منهم جوزيف جون تومسون، إلا أن هذه النماذج لم تكن قادرة على تفسير بعض الظواهر الفيزيائي مثل طيف الانبعاث الذري.

يعتمد بور في نموذجه بأن الذرة تتكون من نواة موجبة الشحنة تتواجد في مركزها، والنواة تكون محاطة بإلكترونات تدور حولها في مدارات دائرية محددة، وتحدد مستويات الطاقة طاقة هذه الإلكترونات في مداراتها.

في النموذج الذي قدمه يمكن للإلكترونات أن تنتقل بين مستويات الطاقة المختلفة من خلال امتصاص الطاقة أو مصدر طاقة آخر مثل مصدر من مصادر الإشعاع كالضوء مثلا.

اعتمد في نموذجه على مبدأين أساسين وهما مبدأ التكافؤ، الذي ربط فيه بين سلوك الموجة والجسيم في ميكانيكا الكم وينص المبدأ أن كل ظاهرة فيزيائية يمكن تفسيرها كمجسم، والمبدأ الآخر هو مبدأ عدم اليقين الذي ينص على أنه من المستحيل قياس موقع وسرعة جسيم ذري في نفس الوقت بدقة مطلقة.

كانت نظرية نيلز بور للذرة لها دور كبير في تفسير عدد من الظواهر الطبيعية منها تفسير طيف الانبعاث الذري، وقد شكلت هذه النظريقة أساسًا لتطوير ميكانيكا الكم التي أصبح من أهم نظريات الفيزياء الحديثة.

ما هو سبب فشل نظرية بور؟

ورغم دور هذا النموذج المهم في علم الفيزياء إلا أنها لم تخل من العيوب، فلم يقدم بور تفسيره الدقيق لسلوك الإلكترونات في جميع الظروف مثل سلوكها في المجالات المغناطيسية القوية، كما أظهرت ميكانيكا الكم فيما بعد أن نموذج بور غير دقيق تمام، وأن الإلكترونات لا تدور في مدارات دائرية محدد بل توجد في حسابة احتمالية.

فشل النموذج أيضًا في تفسير بعض الظواهر الفيزيائية منها تفسير أطياف العناصر الأثقل من الهيدروجين، والفروق النسبية لخطوط الطيف.

الحصول على جائزة نوبل

حصل العالم الدنماركي نيلز بور على جائزة نوبل في الفيزياء عام 1922 بسبب خدماته في التحقيق في بنية الذرات والإشعاف المنبعث، كما اعترفت الجائزة بأعماله الرائدة المبكركة في مجال ميكانيكا الكم.

وفاة نيلز بور

توفي نيلز بور بسبب قصور في القلب في 18 نوفمبر عام 1962 في منزله في كارلسبرغ، نوقد تم حرق جثته ودفن رماده في مقبرة في كوبنهاغن بجانب عائلته، وقد تم دفن رماد زوجته بجانبه أيضًا.